锂电池电解液行业资料收集

电解液行业在这一轮的锂电行情中,表现最为突出

除了近四年除了多氟多表现较差外,其他的个股像天赐、新宙邦石大胜华表现都非常突出,包括异军突出的永太科技表现也颇为突出。

从8年累计来看,天赐材料录得了70倍涨幅,第二名的先导大部分涨幅则是在第一年上市贡献的,第三位仍然是电解液板块石大胜华。这一篇我也尝试从更底层的逻辑对于这一段波澜壮阔的大牛行业做一个分析

一.电解液成本概述

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这篇可以看看

这个是另外一个成本占比,感觉可能更为准确些


可以看出电解液质量来看:溶剂占比80-85%,锂盐也就是溶质占比10-12%,添加剂占比3-5%。

按照成本来看:溶剂30%左右(广发说的是10.9%,下同),溶质锂盐占比40-50%(57.4%),添加剂10-30%(25.7%),(其他5.9%)。

那么可以看出单价最高的是添加剂,其次是溶质锂盐,最便宜的就是基础材料溶剂。

注:这张表里面的碳酸乙烯酯应为EC,原文写作BC。

根据天赐材料回复:“1GWh三元电池对应电解液使用量约700-900吨”

根据搜索“1GWH磷酸铁锂电池需要1410吨电解液,三元电池需要822吨电解液”

二.溶剂

溶剂的绝对龙头为石大胜华,我看最近石大和天赐的粉丝撕逼得比较比较厉害,其中就是天赐也在培养自己的供应商华鲁恒升和奥克提供溶剂,然后互怼之势就开始了。我跟踪石大胜华已经是16年7月份的事情了,可以看看之前的这个pdf,当然现在情况变化也很大。比如44万吨的项目都是16年之后的事情

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2.1 溶剂的成本与工艺     

有机溶剂作为电解液的主体部分,按其结构不同,主要分为环状碳酸酯类有机溶剂、链状碳酸酯类有机溶剂、醚类有机溶剂和羧酸类有机溶剂。环状包括碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC),其中 EC 相对于 PC 而言,化学稳定性更高、相对介电常数更大,循环性能更佳,应用范围相对较广;链状包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲乙酯(EMC)等,其中 DMC 溶解能力强,对锂电池电导率提升效果显著,低温充放电性能佳,且制作成本低廉,是电解液中使用最为频繁的有机溶剂;而醚类有机溶剂介电常数低,黏度小,能有效提升电解液的电导率,但由于性质活泼、抗氧化性能较差,使用情况较少。通常情况下,单一的溶剂很难满足锂电池性能需求,需选用两种甚至多种的溶剂混合使用。(总结下:也就是说EC和DMC应用更为广泛,其中DMC更为核心。

引自:海科新源招股书P125

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DMC 占据溶剂核心地位

生产链状碳酸酯的生产需要优先生产出 DMC,再由DMC 合成 DEC 和 EMC,质量单耗比约为 1.1:1。因此在电解液溶剂中 DMC 占比较高,折纯 DMC约为60%-70%。DMC的制作工艺共有环氧乙烷法、环氧丙烷法、尿素醇解法和甲醇氧化羰基化法四种。其中酯交换法为当前主流DMC生产工艺,具体又可分为环氧丙烷法和环氧乙烷法。(生产链状碳酸酯,必须先得到DMC,才能得到dec和emc)

成本核算,可以见石大的这个深度

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P19-23

这里小结几点:

——环状和链状在电解液中必须配合使用,环状是2个字母,链状是3个字母

——环状的pc、ec又是链状dmc的前道工序。环氧丙烷法是现在碳酸酯主体工艺。

——碳酸二甲酯(DMC)按纯度分为工业级(99.9%)与电池级(99.999%以上)两类。因其工艺方面的高要求,主流电解液厂商为了保证产品质量会采取较长的认证周期,客户黏性较强。

2.2 溶剂的竞争格局探讨

2020 年全球电解液溶剂市场竞争格局

     根据高工产研锂电研究所(GGII),从具体电解液企业溶剂需求来看,石大胜华的核心客户与供应主要集中在国外,海科新源的客户结构多集中在国内。
       2019-2020 年,天赐材料溶剂领域主要由海科新源供应,供应比例逐渐提升,2020年份额占比超 65%;比亚迪电解液主要自产,其中海科新源溶剂供给占比超 70%;国泰华荣溶剂领域主要由石大胜华供应,近两年来,海科新源在其份额占比逐渐提升,2020 年份额占比超 35%。随着电解液产业链全球化进程加快,海科新源等企业也在积极布局国外电解液企业,加大自身产品出口规模。2020 年海科新源进入中央硝子(捷克基地)和导入 ENCHEM 供应链。(小结:海科新源供应天赐65%,比亚迪70%,国泰华荣35%

环氧乙烷(EO)与环氧丙烷(PO)双技术路线发展
      目前 5 大溶剂的生产工艺主要包括两大类,EO 工艺与 PO 工艺,其中 PO工艺占主导,但 PO 下游应用端在基建等领域同样占据重要地位,随着基建等市场发展,其对上游 PO 等原材料应用增多,将进一步挤压电解液溶剂用 PO 的量。EO 主要由乙烯类产品制取,上游原材料来源广泛,原材料端限制较小。
      目前,EO 路线对产线联动以及中控要求较高,现阶段主要企业产率仍不高。未来随着 EO 技术路线逐渐成熟,市场上将呈现双技术路线发展,同时布局 EO与 PO 技术路线的企业将来更容易获得可持续发展。

小结:PO工艺下游广泛,EO以乙烯为原料,下游主要就是电解液溶剂,工艺较为复杂,双路线的厂商更容易持续发展

海科新源的数据



然后我拉了一下石大胜华的数据

对比一下如下

      可以看出2020年石大胜华碳酸酯收入23亿,海科新源是9.77亿,销售量石大是27.57万吨,海科新源是9.86万吨。2020年石大销量是海科的2.7倍,收入是2.3倍。再看2021H1的情况石大收入19.28亿,海科是9.18亿是2.1倍,销售量石大15.21万海科7.44万是2倍。如果说如果2020年海科新源电解液溶剂市占率超过石大胜华,那么说明石大胜华用于电解液部分估计在1/2~1/3之间。

来看下石大胜华2020年年报产能情况

年报里面没有直接披露扩产情况,那就只有看看在建工程的情况

看看半年报的情况

这么来看

——44万吨新能源项目进度推进得比较快,估计三季度就已经完成了。这个项目有2期,规模是一样的。一期电池级:碳酸乙烯酯EC 2万吨、碳酸二甲酯DMC 2万吨,工业级 DMC 8万吨,副产乙二醇6.8万吨。PS:号称22万吨实际产出是12万吨,另外10万吨为自用的工业级碳酸乙烯酯EC。

——5000吨添加剂项目已经完工(2020年底),一期包括二氟磷酸锂 200 吨、四氟硼酸锂 100 吨、二氟草酸硼酸锂 100 吨、硫酸乙烯酯 20 吨、双草酸硼酸锂 100吨、氟化锂 300 吨、氟苯 600 吨,目前项目中的氟化锂、氟苯已开始试生产且产品调试合格,项目中其他产品的生产线尚在准备中。

——2万吨的电池级的碳酸乙烯酯EC基本完工(90%)。

——5万吨的甲乙酯EMC扩建项目完成30%。

——甲乙酯EMC扩量项目已完工100%。

简单总结一下

感觉这些产能有些晕晕的,不过也不去纠结于细节,反正记住公司2021年底电池级溶剂是20万吨,明年年初就可以达到34万吨就ok了。

另外有热心网友给了我这张图表,溶剂部分,非常清晰

为此简单统计了下海科新源的产能

三.溶质

现在有一些新兴的锂盐,比如LiFSI、LiTFSI、LiBOB等,这里我看卖方将此归结到了添加剂了,所以这一部分只讲6f磷酸锂

3.1 6f磷酸的工艺

国内主流六氟磷酸锂的制作工艺是氟化氢法,使用该方法的厂商包括多氟多、九九久(延安必康子公司)、新泰材料(天际股份子公司)、森田化学等,氟化氢法存在溶剂容易与反应物五氟化磷(PF5)发生反应聚合、分解,难以获得高纯六氟磷酸锂以及腐蚀性强等缺点。天赐材料永太科技新产线使用硫酸法,可将硫酸循环利用,其中天赐材料的液态技术一步到位省去纯化步骤,进一步降低生产成本。

天赐3万吨液态6f环评报告

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多氟多云天化5000吨固态6f环评报告

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天赐的3万吨液体6f项目

换算一下是这样的

天赐这个液态工艺流程中未含氟化锂工艺,通过以下化学式换算得来。多氟多用的五氯化磷也是通过磷酸换算得来。

Li2CO3 + 2HF→ 2LiF + H2O + CO2↑ (1)
分子量 74 40 52 18 44

反正呢,6f磷酸锂里面有3个元素,锂、磷、氟那么采用何种工艺就看自己已有的资源优势,能否利用其他的工程副产物,以便充分利用这个就是各种工艺的衔接。

3.2 6f磷酸锂两种工艺投资成本对比

卖方报告是这样写的

根据这个表格可以看出3吨液体6f与1吨固体6f相当。

每万吨6f(折固)投资成本,固体是3亿元、液体是1.415亿元,这里引用的是天赐的固体和液体工艺。引用的液体工艺中缺少氟化锂工艺,而晶体工艺中少了五氯化磷的工艺。

在今年天赐8-23公告的投资公告的液体6f配套了氟化锂工艺(1吨晶体6f需要0.2吨氟化锂,那么3吨液体6f需要约0.2吨氟化锂)。

这个项目可以认为氟化锂是完全配套的,那么每万吨投资约为2.15亿元(固体工艺3亿元,晶体工艺少磷酸-五氯化磷工艺),也就是不管怎么比,液体6氟磷酸锂投资金额都明显比固体工艺,更有优势

3.3 6F产能情况

天赐材料

2020年底产能 1.2万吨,2021年3.3万,2022年9万(国信)

多氟多

2020年产能1万吨,2021年下半年投产5000吨(18年增发项目),产能达1.5万吨,与云天化合作产能5000吨(51%多氟多)。

公司在21-8-26调研报告里面写道

'明年将新增产能 2 万吨,分为本部 5000 吨和 10000 吨两个项目,以及云南昆明 5000 吨一个项目,项目建设进度比预期的要快。"

公司21-9-24在互动平台上回复

“公司今年上半年的六氟磷酸锂产销量超过5000吨,全年计划产销量达到13000吨;2022年计划产销量超过25000吨,2023年的产销量将根据市场及扩产情况逐步提升。”

公司21-7-17公告,建设10万吨吨六氟磷酸锂及4万吨双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)和1万吨二氟磷酸锂项目,项目总投资为人民币515,000万元。项目分三期建设、投产,预计 2025 年 12 月 31 日项目整体建成达产。

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永太科技(75%持股的邵武永太高新)

2020年底6F产能2000吨,扩建6000吨2021年底投产,后续扩建2万吨还在做前期工作。详见

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天际股份(新泰材料100%)

天际股份的半年报披露,新泰材料拥有8160吨6f产能,在建1万吨(投资2.2亿,2022Q1投产)

特别要注意的是新泰材料的6f产能是既缺少氟化锂,又缺少磷酸-五氯化磷的。


延安必康(九九久87.24%)

6f产能是6400吨(改造前5000),对于扩产计划公司在9-22公告中披露:

"待公司完成债券兑付后,公司拟计划开展实施项目扩产工作,因此扩产计划存在较大不确定性,初步计划新建20000吨/年六氟磷酸锂生产装置"

根据包销情况,个人猜测后续和新宙邦合资可能性比较大。

九九久采用的碳酸锂、五氯化磷和氟化氢的工艺路线。

石大胜华(东营新能源51%)

已有2000吨6f,在建3000吨(截至2021H1,未见扩产计划)

有人汇总如下供参考

四.添加剂

      常见的电解液添加剂主要有各种新型锂盐以及传统的VC、FEC等酯类物质,具备成SEI膜、阻燃等作用,添加于电解液中用于提高其电化学稳定性、热稳定性、能量密度、低温性能、循环性能等指标。



根据EVtank数据,2020年全球锂电池电解液添加剂出货量约18750吨,其中中国16140吨占比超80%。从全球范围来看,日本三菱、宇部、三井、和光纯药、中央硝子、韩国天宝等有自己合成和生产添加剂,但是海外企业基本只生产除VC、FEC和PS等常规添加剂之外的新型添加剂

全球电解液添加剂市占率情况

江苏华盛正在ipo中

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瀚康化工(新宙邦2014年2800万收购76%的股份)

浙江天硕(天赐59.26%)

4.1 传统添加剂 VC与FEC

VC和FEC是使用较为广泛的电解液添加剂。碳酸亚乙烯酯(VC)是锂电池电解液中的核心添加剂,能够在锂电池初次充放电中在负极表面发生电化学反应形成固体电解质界面膜(SEI膜)。FEC添加剂是为高倍率动力电池电解液定向开发的核心添加剂。能增强电极材料的稳定性。

竞争格局

工艺

VC与FEC皆为环状碳酸酯,在工业生产中都以碳酸乙烯酯(EC)为主原料进行加工生产。

VC原料是:EC+氯气+三乙胺

FEC原料是:EC+氯气+氟化钾 感觉后面华盛用氢氧化钾代替了氟化钾(2020年)

瀚康化工、理文新材环评报告,广发证券整理

1吨VC需要3吨EC(需要核实),FEC也需要EC。


VC与FEC各家产能及扩张情况

这个里面扩产比较积极是永太和天赐,马上上市的华盛锂电扩产也算可以,新宙邦也在扩张。

      永太2.5万吨VC和5000吨FEC,投资金额4.5亿(折合单万吨投资1.5亿),2021 年 10 月-2022 年 12 月;

      天赐2万吨VC投资额为9.35亿(折合单万吨4.67亿),24个月;

      华盛0.6万吨VC、0.3万吨FEC投资额为8.735亿(折合单万吨9.7亿),24个月。

不知道为啥永太的单万吨投资金额比对手少这么多[笑哭]。有懂的大神吗?

4.2 新型锂盐

新型锂盐主要包括 LiFSI、LiTFSI、LiBOB等,作为添加剂使用的新型锂盐可以改善电解液中SEI膜性能并提高电解液热稳定性。LiFSI(双氟磺酰基亚胺锂)在稳定性和导电性等方面的优势有望使其成为适配高比能电池的新型锂盐,目前各电解液厂商的LiFSI添加比例基本在3%-8%左右,能量密度要求的提升,未来LiFSI添加浓度有望逐渐提升。

LiFSI的主要用途有二:(1)作为添加剂使用:目前主流用途,主要适用于高端乘用车锂离子电池材料;(2)作为电解质使用:随着生产技术的突破以及成本降低,LiFSI或将作为主盐使用。

康鹏科技ipo被否了 (liFSI项目安全事故)

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一般需要经过原材料合成双氯磺酰亚胺(HClSI)、氟化得双氟磺酰亚胺(HFSI)、锂化得LiFSI三个步骤。优化三步法为目前主流工艺,该法通过改变原材料的选择,优化了第一步合成HClSI的过程,减少了反应步骤与反应产物种类,目前天赐材料、新宙邦、多氟多等企业均使用优化三步法

可以看出除了成本较高的碳酸锂和氯化锂外(3.1万+1.8万),成本较高有氯磺酰异氰酸酯1.5万和氯化钾7900。
优化三步法工艺

三步法1应该是天赐和新宙邦,原料氨基磺酸、二氯亚砜

“氨基磺酸全球行业规模约20-30万吨,其原材料主要是尿素和发烟硫酸,尿素作为大宗化学品易得性较强,发烟硫酸行业规模则相对较小;

硫酰氟反应效率较高,但供应链配套存在挑战;

二氯亚砜主要用于三氯蔗糖生产使用,行业规模不到百万吨,龙头公司凯盛新材、世龙实业金禾实业等产能均不超过10万吨;

氯磺酰异氰酸酯一般由氯化氰和三氧化硫反应得到,原材料行业规模相对较小,且采用氯磺酰异氰酸酯来直接制备LiFSI的反应条件相对苛刻。”   摘自广发

金禾实业原来涨得这个玩意啊,天赐我记得在发烟硫酸有布局。里面有个氰元素,看起这个工艺危险性很高,康鹏就是因为这个锂盐安全事故被否的。

各家产能情况

 各家公司在里面也是混战,天赐是龙头,其他的线多氟多也不甘示弱,其实这里面还少了石大的产能。


五.电解液产能

电解液扩产相对容易,新宙邦海外客户较多,天赐国内客户更多些,现在天赐、新宙邦和国泰这三家市占率达到了68%,后续的小厂家一方面电解液没有啥规模效应,另外溶剂、添加剂、溶质被龙头甩的更远了。

那么未来发展途径要么是像天赐、新宙邦和国泰精耕电解液,或者在溶剂、添加剂、溶质三块中选取部分精耕细作。

供需部分大家按照三元+磷酸铁锂出货量GWH,然后计算单GWH所需的电解液即可。


以上内容作为个人收集资料使用,不作为投资建议。

雪球转发:157回复:8喜欢:546

全部评论

吉普赛00710-08 08:47

6f产能释放:2021q3多氟多释放5000吨(原1万),2021q4永太6000吨(原2000),2022q1天际全资子公司新泰1万吨(原8160),天赐的6万液体折固2万y于21年10月底投产(原折固1.2万,3万液+0.2万固)。

高鲜生10-07 23:19

收藏

旭川雪山10-07 22:25

认真了认真了,投资人没有假期

吉普赛00710-07 22:05

这也是一个维度,液态工艺天赐估计还是自用,存储和运输这些问题不大,也就是外售可能晶体更好些。

江南布衣010-07 22:00

老奶奶不扶,就服范总